(57)【要約】【課題】風冷式の変圧器盤では、床下部分に消音ダクトあるいは送風ファンを設置するため、変圧器を設置する床面が高くなる。このため、盤内の変圧器格納空間が減少し、冷却効率が悪くなる。また、床面の強度を確保する必要があるため、盤構造や部材のコストが増大する。また、盤の重心が上方に移動するため、耐震性が低下する。床下部の送風ファンについては、床下部分から保守を行わなければならず、作業し難く保守性が劣る。【解決手段】本発明は、吸気口と盤の床下空間とをつなぐダクトを設け、変圧器直下の盤の床板には開口部を開け、外気を吸気口からダクト，床下空間および床板開口部までを通すことで風となり、変圧器直下から吹き当てることにより、変圧器の排熱を奪って天井の排気ファンから排出するようにしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器を収納した盤の天井に排気ファンを設け、かつ盤の扉下部に吸気口を設け、この扉下部にある吸気口から盤内に外気を取り入れ、盤内の変圧器周辺の排熱を含んだ空気を盤天井の排気ファンで外部に放出する変圧器盤において、前記吸気口と盤の床下空間とをつなぐダクトを設け、変圧器設置下部の盤の床板には開口部を開け、外気を吸気口からダクト，盤の床下空間および床板開口部を通して変圧器下部から上面方向に流通するよう構成したことを特徴とする変圧器盤の冷却装置。
【請求項２】
前記床板にガイドを設け、このガイドを介して床板開口部から吹き上げる風を変圧器方向に誘導するよう構成したことを特徴とする請求項１記載の変圧器盤の冷却装置。
【請求項３】
前記盤の床下空間は、前記変圧器を載置する床板と、この床板を支える本体枠底枠との間隙であることを特徴とする請求項１又は２記載の変圧器盤の冷却装置。
【請求項４】
前記盤の床下空間は、前記変圧器を載置する床板と、この床板を支える本体枠底枠及び、この本体枠底枠を支承する台枠との間隙であることを特徴とする請求項１又は２記載の変圧器盤の冷却装置。
【請求項５】
前記ダクトに分岐ダクトを形成し、この分岐ダクト開口部からの外気を前記変圧器に吹き当てるよう構成したことを特徴とする請求項１乃至４記載の変圧器盤の冷却装置。
【請求項６】
前記排気ファンの盤下部にフードを設けたことを特徴とする請求項１乃至５記載の変圧器盤の冷却装置。
【請求項７】
前記フードに切り起し部を設けたことを特徴とする請求項６記載の変圧器盤の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盤内に格納された半導体応用装置の入力側に設置される変圧器の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧インバータ装置や半導体応用装置など、高電圧を入力する装置では、高圧側に変圧器を接続し、この変圧器の低圧側に半導体素子を有する変換器が接続され、これらは盤内に格納されて設置される。
【０００３】
当該の変圧器は冷却する必要があるが、盤内に格納するものでは、自冷式と風冷式が一般的である。前者は自然に空気が循環して冷却し、後者では盤内にファンを取り付けて強制的に風を当てて冷却する。近年では変圧器の大容量化に対応するため、冷却効果の高い風冷式が主流になりつつある。
【０００４】
風冷式としては、特許文献１のものが知られている。この文献には、床下部分に送風ファンを取り付けるか、あるいは天井部に排気ファンを取り付け、収納機器の冷却を図る電気器収納盤が記載されている。
【特許文献１】特開平９−８４２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示すように、床下部分に送風ファンあるいは消音ダクトを設置する場合、変圧器を設置する床面が高くなる。このため、盤内の変圧器格納空間が減少し、冷却効率が悪くなる。また、床面の強度を確保する必要があるため、盤構造や部材のコストが増大する。さらに、盤の重心が上方に移動するため、耐震性が低下する。
【０００６】
また、送風ファンを変圧器の床下部に配設した場合には、床下部分から保守を行わなければならず、作業し難く保守性が劣る問題を有している。
【０００７】
本発明の目的は、床下部の送風ファンおよび消音ダクトを不要とし、排気ファンと風流経路のみで効率的に変圧器の冷却を行う手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一は、変圧器を収納した盤の天井に排気ファンを設け、かつ盤の扉下部に吸気口を設け、この扉下部にある吸気口から盤内に外気を取り入れ、盤内の変圧器周辺の排熱を含んだ空気を盤天井の排気ファンで外部に放出する変圧器盤において、前記吸気口と盤の床下空間とをつなぐダクトを設け、変圧器設置下部の盤の床板には開口部を開け、外気を吸気口からダクト，盤の床下空間および床板開口部を通して変圧器下部から上面方向に流通するよう構成したことを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の第二は、前記床板にガイドを設け、このガイドを介して床板開口部から吹き上げる風を変圧器方向に誘導するよう構成したことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の第三は、前記盤の床下空間は、前記変圧器を載置する床板と、この床板を支える本体枠底枠との間隙であることを特徴としたものである。
【００１１】
本発明の第四は、前記盤の床下空間は、前記変圧器を載置する床板と、この床板を支える本体枠底枠および、この本体枠底枠を支承する台枠との間隙であることを特徴としたものである。
【００１２】
本発明の第五は、前記ダクトに分岐ダクトを形成し、この分岐ダクト開口部からの外気を前記変圧器に吹き当てるよう構成したことを特徴としたものである。
【００１３】
本発明の第六は、前記排気ファンの盤下部にフードを設けたことを特徴としたものである。
【００１４】
本発明の第七は、前記フードに切り起し部を設けたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のとおり、本発明によれば、風冷式であるにもかかわらず、変圧器の床下には消音ダクトやファンは不要となり、床面は低くなる。このため、盤内の変圧器格納空間は十分確保され、冷却効率は向上する。また、床面は補強が不要となり、経済的にも有利となる。また、盤の重心も低くなるので、耐震性も向上する。さらに、盤の床下からのファンの保守が不要となり、保守性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明における変圧器盤冷却装置の構成図である。同図において、１は盤を構成するための本体枠，２は下部に吸気口２aを有する扉で本体枠１に蝶番等を介して開閉自在に取り付けられる。５は台枠，４は本体枠１の底枠で、冷却風の流通路となる空間４aを形成している。３は底枠４の上面に配設される床板で開口部３aを有している。６はコンクリート等よりなる基礎部，７はダクトで、このダクトは扉２に設けられた吸気口２aと対向する位置の本体枠１に設けられ、吸い込まれた空気が底枠４の空間４aに導かれるように構成されている。10は床板３上に載置された変圧器，11は排気ファンで本体枠１の天井に取り付けられる。上記のように構成された変圧器盤は、盤本体前面の扉２の下部にある吸気口2aから外気を盤内に取り入れ、変圧器10の周辺の排熱を含んだ空気を盤天井の排気ファン11で外部に放出する構造は従来と同様である。
【００１７】
本発明においては、吸気口2aの盤内側にダクト７を設け、床板３と本体枠底枠４との空間４aおよび床板開口部3aを変圧器直下への風流経路として確保したものである。吸気口2aから取り入れた外気はダクト７，空間４a，および床板開口部3aを通ることにより流速を増し、風となって変圧器の直下から側面に吹き当たり、排熱を奪って天井の排気ファンから排出する。したがって、この実施例によれば、盤容量、特に高さ寸法を増やすことなく、有効なる冷却が可能となると共に、メンテナンスが簡単となるものである。
【００１８】
図２は本発明の第二の実施例を示した部分図である。図１の構成に加えて、床板３に傾斜部を有したガイド８（８a，８b）を設け、開口部３aを通過した冷却風を変圧器側に案内するよう構成したものである。吸気口2aから取り入れた外気はダクト７，床板３と本体枠底枠４との空間４a，床板開口部3aを通り、変圧器の直下から風となって吹き上げる際、ガイド８によって絞り込まれて強く変圧器に当たるよう誘導される。これにより、効率的に排熱を奪って排気ファンから排出する。したがって、この実施例によれば、図１で示す第１の実施例と同様の効果を有すると共に、さらに効率的な冷却効果を有するものである。
【００１９】
図３は本発明の第三の実施例を示した部分図である。この実施例は、本体枠の底枠４の下部に開口部4bを、また、台枠５の上面側に台枠面開口部5aを設けたものである。このように構成したことによって、吸気口2a，ダクト７から取り入れた外気は、床板３と本体枠底枠４との空間４aの流路と、台枠５と基礎部６との空間を通って台枠面開口部5a，本体枠底枠開口部4b，床板開口部3aとを通り抜ける流路の２流路となる。このため大容量の流路が形成されることにより、ガイド８の絞込み抵抗があるにもかかわらず、外気を十分取り込むことができ、強力に排熱を奪って天井の排気ファンから排出できる効果を有する。
【００２０】
なお、一般に、配電盤や制御盤には台枠５が設けられることが多い。台枠５は盤の本体枠１を基礎に固定するために用いられるが、台枠の四隅が本体枠との接続ボルトや基礎ボルトの位置場所となっている。基礎にケーブル・ピットなどの開口部がないならば、本体枠の底枠とそこに接する台枠面を開口すればダクトとして使用することが可能である。なお、ピットなどの開口部を塞ぐように台枠に板金を設ければ同様の結果を得ることができる。このようにすれば大量の外気をより容易に流すことが可能になる。また、風量が少なければ、床板を設けないで、トランスを底枠面に設置して、台枠、底枠に床板面に設けたような開口部を施しても図１と同様の効果が期待できる。
【００２１】
図４は本発明の第四の実施例を示す部分図である。図２の構成との相違点は、ダクト７側に設置されたガイド８aの代わりに分岐ダクト7aを設けたことである。このように構成したことにより、吸気口2a，ダクト７から取り入れた外気は、床板３と本体枠底枠４との空間４a，床板開口部3a，ガイド８bによって変圧器に至る流路と、分岐ダクト7aから直接、変圧器に当たる流路で誘導される。２つの流路を設けることにより、空気抵抗を少なくして外気を十分取り込むことができ、強力に排熱を奪って天井の排気ファンから排出する。また、分岐ダクトの開口部を変圧器下部に近接することにより、効率的に風を変圧器に吹き当てることができる。
【００２２】
図５は本発明の第五の実施例を示した構成図である。図１〜図４の何れかの構成に加えて、排気ファン11の下部にフード９を設けている。なお、盤内の上部側に変圧器10以外の発熱体が配設されていて、盤内上部に熱だまりが生じるような場合には、フード９にルーバーのような切り起こし部９aを設けて開口し、流れを乱すことなく熱だまりを解消するようにしてもよい。吸気口2aから取り入れた外気はダクト７，床板３と本体枠底枠４との間隙，床板開口部3aを通って吹き抜ける際、フード９により変圧器側面に沿って流れるよう誘導され、効率よく排熱を奪って天井の排気ファンから排出する。
【００２３】
上記した各実施例において、変圧器10のメンテナンスは本体枠１から引き出して実施される。その際、ガイド８やダクト７が変圧器引出しの妨げとなるような場合には、それらは取り外し可能状態に配設される。また、ガイドやダクトを絶縁物で構成することにより変圧器に近接して設置することが可能となる。これによって、外気の流れを冷却に有効活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態を示す構成図 (第１実施例)。
【図２】本発明の他の実施形態を示す部分図（第２実施例）。
【図３】本発明の他の実施形態を示す部分図（第３実施例）。
【図４】本発明の他の実施形態を示す部分図（第４実施例）。
【図５】本発明の他の実施形態を示す部分図（第５実施例）。
【符号の説明】
【００２５】
１…  本体枠
２…  扉
２ａ…  吸気口
３…  床板
３ａ…  床板開口部
４…  本体枠底枠
４ａ…  空間
４ｂ…  本体枠底枠開口部
５…  台枠
５ａ…  台枠面開口部
６…  基礎部
７…  ダクト
８ａ…  ガイド
８ｂ…  ガイド
９…  フード
９ａ…  切り起こし部
１０…  変圧器
１１…  排気ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006166643.tif 000006
【図５】
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